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为什么氢弹当量能做得很大而当量有限制?

归档日期:07-14       文本归类:肮脏氢弹      文章编辑:爱尚语录

  氢弹的当量一般为几十万吨到几千万吨TNT,而的当量大都只有几百到几万吨,最大的也只有几十万吨。之所以两种核弹的当量差距很大,与其原理有关。

  核力把质子和中子结合在一起形成原子核(除了氕之外),其稳定性能与比结合能有关,比结合能越高的原子核越稳定。从1号元素氢到26号元素铁,元素原子核的比结合能逐渐升高,在铁那里达到极大值。随着质子数的进一步增加,比结合能又随之下降。

  对于26号之前的元素,它们发生核聚变之后会释放出能量。而对于26号之后的元素,它们发生核裂变之后会释放出能量。因此,比结合能最低的氢适合用于制造氢弹,而比结合能较低的铀、钚适合用于制造。

  为了制造出,需要高浓度的铀-235、钚-239。然而,当这些核裂变物质聚集在一起达到临界质量(铀-235为52公斤,钚-239为10公斤)之时,它们就有可能自发进行核裂变反应,从而发生自爆。正因为如此,的当量将会受到限制,不可能无限做大,最高当量一般只有几十万吨TNT。

  相比之下,氢弹不存在临界质量的问题。要知道,恒星的发热原理就是氢核聚变,而恒星的质量及其庞大,例如,太阳的质量达到了2000亿亿亿吨,超过地球质量的33万倍,而宇宙中还有比太阳质量更高上百倍的大质量恒星。因此,氢弹可以做得非常大,最高的当量可达5000万吨TNT。不过,氢弹里面还包含,因为需要爆炸释放出足够高的能量才能引爆氢弹。

  在所有元素中,氢的比结合能最低,比铀和钚低得多。氢聚变成氦之后,两者的比结合能相差将近6兆电子伏。而铀裂变成较轻的原子核之后,比结合能相差不到1兆电子伏。因此,在相同的质量下,氢弹爆炸所释放出的能量远高于。

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